Brane Brane su hidrotehnički objekti koji služe za pregrađivanje reka čime se postiže podizanja nivoa vode u reci i formiranje akumulacionog jezera. Akumula Akumulacio ciono no jezer jezere e se dimenz dimenzioni ioniše še na osnov osnovu u koncep koncepta ta regul regulisa isanja nja proti proticaja caja pa razli razlikuje kujemo mo dnevne, nedeljne, mesečne, gosišnje i višegodišnje akumulacije. a nekim delivima kontinenta padavine se izlučuju u toku vrlo kratkog vremenskog perioda, pa je dotok i zahvev korisnika vremenski vrlo različit.
egativne posledice izradnje brana 1)
!lavljenje velikih površina dolina
2)
"seljavanje stanovništva
3)
!romena režima tečenja
4)
#prečavanje migracije ribljih vrsta
5)
"nicijalni zemljotres prilikom prvog punjenja jezera kod velikih brana i nepovoljnih geoloških uslova
egativne posledice se znatno mogu ublažiti u fazi planiranja. Brane i njihova klasifikacija
Brane se dele $
!rema nameni
!rema položaju nivoa vode u odnosu na krunu brane
!rema materijalu od koga se grade
!rema načinu prenošenja optere%enja
&od svih hidrotehničkin sistemima, brana je jedna od najvažnijih i najodgovornijih konstrukcija. 'to je brana višlja njena relativna važnost je ve%a. Prema nameni brane se dele na:
Brane za regulisanje. ( &oriste se za stvaranje jezera radi regulisanja proticaja. Brane za kaptiranje. kaptiranje. ( &oriste se za podizanje nivoa vode do odredjene kote da bi zahvat bio stalno snabdeven vodom.
2.
)ešovite brane. ( &oriste se istovremeno za regulisanje proticaja sa jedne strane i za stvaranje pada sa druge strane.
Prema položaju nivoa vode u odnosu na krunu brane brane se dele na:
!relivne brane. ( *oda preliva po celoj dužini krune brane.
eprelivne brane
&runa brane nije nikada potopljena. &runa brane je izdignuta iznad normalno usporenog nivoa od + do m. a jednom delu, u ve%ini slučajeva, ima preliv.
3. Prema ma!erijalu od ko"a se "rade brane se dele na:
Brane od drvenih sanduka Brane od drvenih sanduka. ( &onstrukciju čine drveni sanduci ispunjeni kamenom. -ve brane su male visine i obično se koriste kod splavarenja emljane brane /ade se od$ glinovite zemlje, glinovitog šljunka i drugih sličnih materijala. -ve brane dostižu visinu i do +01 m. &amene brane /ade se od lomljenog kamena koji se ugradjuje valjanjem. dostižu visinu i do +21 m.
&ombinovane brane od zemlje i kamena 3 -dnos kamena i zemlje je u jednakim razmerama idane brane /ade se od kamena zidanog u suvom uz upotrebu maltera. 'iroko su gradjene u 4"4 veku i početkom 44 veka. #ada se redje rade zbog ograničene primene mehanizacije u procesu zidanja. 5ostizale su visinu od + do +11 m.
Betonske brane 5anas su najrasprostranjenije na zemljinoj kugli. ajve%a visina do danas izvedene betonske brane je brana "taipu u )eksiku 267 m Brane od armiranog betona )aterijal je armirani beton. "maju manju zapreminu u odnosu na betonske brane )etalne brane epokretne 3 fiksne /ade se vrlo retko !okretne ( ustave )ogu preuzeti pritisak vode. "maju široku primenu. 8ormiraju mali pad. *rlo su skupe
4. Prema na#inu preno$enja op!ere%enja brane se dele na:
9ravitacione brane #vojom težinom stvaraju potrebnu veličinu sile smicanja na kontaktu stena ( betona koja se suprotstavlja sili vode. -vu kategoriju brana čine$ zemljane brane, brane od kamenog nabačaja, drvene brane, zidane brane kamenom, betonske masivne brane. : užem smislu pod gravitacionim branama podrazumevaju se$ masivne betonske brane i zidane kamene brane sa upotrebom maltera.
;učne brane : osnovi imaju kružnu formu, rade kao luk i prenose optere%enje na obale preko temelja.
&ontraforne brane /ade se do betona i armiranog betona. !ritisak vode prenosi se preko ploča, lukova ili glave pečurke na vertikalne kontrafore a zatim na fundament.
9ravitacione betonske brane !oprečni profil gravitacione brane je trougao, a u podužnom profilu brana je na svakih +0 do 21 metara podeljena na blokove. izvodna strana ima blaži nagib +$1,6 do +$1,7 dok je uzvodna strana strmija. agib uzvodne strane se može pove%ati do +$+1 čime se prema potrebi pove%ava zapremina brane i stabilnost brane. 9ravitacione brane prenose optere%enje samo u jednom pravcu okom izgradnje se mora voditi računa o hlađenju betona zbog temperature koja nastaje u procesu očvrščavanja betona. -vaj tip brane je skup zbog velike zapremine betona koju uslovljava sam oblik brane. !rate%i objekti se mogu jednostavno predvideti u telu brane ( temeljni ispust i preliv preko krune brane. -lakšane brane -lakšane brane su analogne gravitacionim? razlika je u unitrašnjosti brane. a mestima u telu brane gde je napon manji predviđeni su otvori koji smanjuju zapreminu brane pa je time brana jeftinija. :nutrašnja strana se sada obrađuje betonom boljeg kvaliteta. :zvodna strana je manjeg nagiba.
&ontraforne brane -vaj tip brane nastaje iz ideje da se brana još više olakša. apremina betona koja se redukuje je još ve%a u odnosu na olakšane brane. >ime je zapremina brane manja ali je površina oplate mnogostruko uve%ana. :zvodna strana ima nagib +$1,@0 do +$1.1 i deluje stabilizuju%e zbog vertikalnog hidrostatičkog pritiska. bog male površine fundiranja smanjuje se i uzgon. -vaj tip brane je vrlo osetljiv na zemljotres, jer ne može da izdrži pomeranja sa strane.
;učne brane bog lučne geometrije ovaj tip brane optere%enje prenosi preko lukova na obalu. ;učna brana mora biti tako projektovana da se u lukovima javlja samo napon pritiska. ilindrična brana je najjednostavniji tip lučne brane. /adijus krivine je konstantan dok je centralni ugao na kruni brane najve%i i smanjuje se do dna reke. )ali centralni uglovi u dnu mogu prouzrokovati nepovoljno stanje napona.
;učna brana sa konstantnim radijusom i promenljivom debljinom likova.
;učna brana sa konstantnim centralnim uglom i promenljivim radijusom lukova.
;učna brana sa proizvoljnim centralnim uglom i poluprečnikom krivina.
5vostruko zakrivljena forma lučnih brana je sa stanovišta trodimenzionalnog prenošenja optere%enja najpovoljnija, takođe se naziva i kupolasta brana..
*elika prednost izgradnje lučnih brana je u smenjenju zapremine betona koji se ugrađuje. ;učna brana takođe je veoma stabilna za slučaj izuzetnog optere%enja kao što je zemljotres ili prelivanje preko brane, kada se izabere odgovaraju%a geomertijcka forma brane. &od ovog tipa brane beton se ugrađuje u blokovima od +7 do 21 metara koje su podeljene radnim dilatacionim spojnicama. -ne se po okončanju procesa očvrš%avanja betona injektiraju. 9ravitaciono lučna brana -vo je kombinacija cilindrične i gravitacione brane. !rimenjuje se kada obala ne dozvoljava izgradnju lučne brane. 9rade se u blokovima od +7 do 21 m? radne fuge se kasnije injektiraju. !rimer brana &arakaja sa prelivom kapaciteta +6111 mCs? hidrocentrala se nalazi na nizvodnij nožici brane.
Domogene brane 3 zemljane brane -vo je najstariji tip kostrukcije za pregrađivanje reke. Eednostavni tipovi ovih brana građeni su nekoliko hiljada godina pne u Fgiptu, "ngiji i !eruu. emljane brane su izgrađene od vodonepropusne mešavine materijala koju čina glina, pasak i šljunak. : "4 veku se razvija nova mehanizacija nabijanja materijala valjkom sa bodljama i ravnim valjkovima. ajviša brana je urek +1 m u >adžikistanu. :zdovi nagib se štiti kamenim nabačajem od erozije. agib kosine je blaži u odnosu na betonske gravitacione brane +$, u cilju sprečavanja nastajanja klizišta pri naglom spuštanju nivoa vode u jezeru. a nizvodnoj strani predviđa se drenažni nasip.
5anas su najrasprostranjenije nasute brane. 9rade se do visine od +11 m. #astoje se od tela brane, zaštitnog elementa koji garantuje stabilnost i jezga sa filtrima, koji sprečava gubitak vode kroz telo brane. 8iltri sprečavaju ispiranje sitnih čestica iz jezga. Eezgo nože biti postavljeno vertikalno ili pod kosinom. eophodno je predvideti i zaštitu uzvodnih i nizvodnih kosina od erozije. -vaj tip bane nije osetljiv na horizontalana sleganja tla i prilagođava se defotmacijama tla.
Betonski ekran u telu brane se gradi samo kod niskih brana. : principu se ovaj tip zaptivanja brane više ne primenjuje. Brane sa uzvodnim ekranom Fkran od asfltnog betona Brane ovog tipa se grade do visine od 60 m. /anije se asfaltno jegro gradilo u više slojeva, što je dovelo do nastajanja vazdušnih mehurau ekranu. 5anas se rade u jednom sloju debljine G
do +2 cm. &od ovog tipa ekrana problematično je tečenje u sloju koje se javlja usled visokoh temeperatura.
Fkran od cementnog betona Betonski ektan je kruti element, veoma osetljiv na sleganja u telu brane. &ri!erijumi 'a i'bor !ipa brane 2(3()
>opografske podloge ( oblik doline ima odlučuju%i uticaj na izbor tipa brane.
#eizmičke podloge ( kod trusnih područja biraju se lučne, gravitaciono ( lučne i nasute brane sa glinenim jezgrom.
2(3*)
2(3+)
9eološke podloge ( tlo se klasifikuje na sledeči način$
#tena FH7111)pa dobra stena pogodna za izgradnju svih tipova brana #tena @111)pa IFI7111)pa srednja stena pogodna za izgradnju svih betonskih brana izuzev lučnih brana #tena FI @111 )pa loša stena ( nije pogodna za krute betonske konstrukcije? preporučuju se nasute brane sa glinenim jezgrom zbog sleganja tla /astresiti materijal ( nepogodan za krute betonske konstrukcije i nasute brane sa betonskim ektanom. /aspoloživ materijal za izgradnju zbog velike zapremine materijala koji se ugrađuje, analizira se ekonomičnost ugradnje raznih vrsta materijala. ato pozajmište materijala treba da bude u blizini mesta izgradnje.
2(3)
&limatski uslov lokacije za izgradnju brane imaju u zavisnosti od tipa brane uticaj na plan izgradnje brane i vek brane. : regionuma koji obiluju padavinama je ugradnja jezga brane ograničena jer je ugradnja jezra ulovljena vlašnoš%u materijala. &ad se u izgradnji upotrebljava asfaltni beton koji je osetljiv na visoke temperature i niske temperature, vremenski uslovi predstavljaju ogreničavaju%i faktor. &od betonskih brana, treba imati u vidu da razlike u tempereturi vazduha i vode dovode do napona u betonu i pojave prslina. : regionima u kojima se javljaju visoke temperature, betonske brene koje su izgrađene su pretrpele velika ošte%enja.
2(4,,)
*elike vode koje se evakuišu ajve%e mogu%e računske velike vode utiču na izbor tipa brane. *elike vode reda veličine preko 111 mCs se mogu evakuisti preko krune gravitacione, olakšane i kontraforne brane pa se ovi tipovi brana primenjuju. &od nasutih brana velike vode se evakuišu bočnim prelivom. asute brane se ne grade kad su velike vode ve%e od +011 mCs.
2(4,1)
-sma!ranje brana
Brane predstavljaju opasnost za čitav region u kom su izgrađene. ato je neophodno sveobuhvatno osmatraje brana i pribranskih objakata da bi se garantovalo bezbedno fukcionisanje konstrukcije. #ve brane čiji uspor je viši od +1m ili je viši od 0 m i ima akumulaciju zapremine preko 01111 m su subjekt mera osmatranja i to$ 2*,4)
/edovne vizuelne kontrole u smislu opažanja procurivanja i prslina
/edovna merenja deformacija, pomeranja, sleganja, napona, pornih pritisaka, pritiska filtracione vode i količina koja se gubi procurivanjem.
2*,5)
2*,()
9odišnje kontrole specijalista
2*,*)
!etogodišnje kontrole eksperata
2*,+)
Eednogodišnje kontrole zatvarača i ispusta
!odaci merenja se predstavljaju i diskutuju u godišnjim izveštajima.
